JP5106100B2 - アドレス型キャリアネットワークにおける区別転送 - Google Patents

Description

本発明は、アドレス型キャリアネットワークにおいて区別転送する方法、ソフトウェア及び装置に関する。排他的ではなく特に、本発明は、Ethernet（登録商標）又はIPネットワークのようなアドレス型転送の本質的にコネクションレスのキャリアネットワークにおいて、区別転送及び接続確立を行う方法、ソフトウェア及び装置に関する。

長年の間、通信キャリアは、効率性及び経済性の理由で、回線交換ネットワークの代わりに又はその上にパケット交換ネットワークを展開してきている。インターネットプロトコル（IP：Internet Protocol）又はEthernet（登録商標）ネットワークのようなパケット交換ネットワークは、事実上、本質的にコネクションレスであり、その結果、サービス品質（QoS：Quality of Service）の問題を受ける。カスタマーは、帯域及びQoSの観点で保証されるサービスを評価する。

キャリアは、本質的にコネクションレスのネットワークを通じてコネクション指向ラベルスイッチパス（又はトンネル）を生成し、それによって保証されたQoS及び帯域サービスをカスタマーに提供するために、レイヤ２ネットワークでマルチプロトコル・ラベル・スイッチング（MPLS：Multi-Protocol Label Switching）を使用することがある。しかし、MPLSは相対的に不安定且つ複雑な標準であり、理想的にはキャリアは代替案を望んでいる。

キャリアネットワークでEthernet（登録商標）スイッチを使用することが望ましい。キャリアのネットワークでEthernet（登録商標）スイッチを使用することは、相互運用性（Ethernet（登録商標）と他のフレーム／パケット／セルのデータ構造（IP、Frame Realy、ATM等）との間のマッピングが周知である）及び経済性（Ethernet（登録商標）スイッチは例えばIPルータと比較して相対的に安価である）の利点を有する。また、Ethernet（登録商標）スイッチを使用することは、キャリアからの広域ネットワークサービスを必要とする企業により使用されている主要な技術であるという明確な利点を提供し、従ってネイティブモードで動作することができる。
しかし、従来の交換Ethernet（登録商標）ネットワークの動作は、保証されたサービスをカスタマーに提供するというキャリアの要件と両立しない。キャリアは、負荷バランシング及び耐性のため、ネットワークがメッシュ型であることを求める。すなわち、それを通過する複数のパスが存在しなければならない。また、キャリアは、トラヒックエンジニアリングを行う機能を求める。すなわち、ネットワークオペレータが、トラヒックが通過し得る明示的にルーティングされた可変帯域接続（又はトンネル）のプロビジョニングを制御する機能を求める。このことは、構築された物理ネットワークが提供される負荷に対応する義務はなく、従って、物理的変更を行う必要なく使用パターンの変更に対して耐性を有するという点で、オペレータにかなりの柔軟性を提供する。

これに対して、従来のEthernet（登録商標）ネットワークは、単一連結である必要がある。すなわち、ネットワークのあらゆるノードの間に唯一の論理パスの選択が存在しなければならない。従って、従来のEthernet（登録商標）ネットワークは、ネットワーク規模の負荷バランシングをサポートしておらず、耐性の問題を受け、トラヒックエンジニアリングをサポートすることができない。更に、運ばれる全体の負荷に関する単一の故障の影響が相当なものになる可能性がある。

物理ループを検出し、論理的に接続を無効にしてループを分解することにより、物理的にメッシュのEthernet（登録商標）ネットワークが単一連結のネットワークに論理的に変換されることを可能にするスパニングツリー・プロトコルが知られている。また、物理接続の故障（従って、完全連結のネットワークを分割する）を検出し、ネットワークを再接続するために自動的に１つ以上の前に無効にした物理接続を復旧することができるスパニングツリー・プロトコルも知られている。これは、高度の耐性を提供する。しかし、キャリアは、ネットワークトラヒックルートを設計し、スパニングツリーが実現可能なものよりかなり高い耐性、柔軟性及び効率性を実現する必要がある。このルーティング機能のレベルは、ルータがこの設計処理の一部として決定された接続にトラヒックを分離することにより、最も良く実現される。

Institute of Electrical and Electronics Engineers （IEEE） standard 802.1Q、2003版に、仮想ブリッジLAN（又はVLAN：Virtual Bridged LAN）が記載されている。図１は、複数のコンポーネントLAN12に分割され、VLAN認識の媒体アクセス制御（MAC：Media Access Control）ブリッジ14を介して接続された従来のVLAN10を示している。典型的には、ユーザが共通のサーバを共有するように、又はユーザが共通のネットワークプロトコル要件を有するように、コンポーネントLAN12は関心のある異なる通信について提供される。各コンポーネントLANを識別するために、固有の識別子（VLANタグ又はVLAN ID）が使用される。ブロードキャストトラヒックは、コンポーネントLAN内のみでブロードキャストされる。このことは、全体ネットワーク10のリソースを小さいブロードキャストドメインに分割することにより、Ethernet（登録商標）のスケーラビリティの問題を克服することに役立つ。VLANタグは、MACブリッジの間の共有リンクでトラヒックを転送するときに異なるコンポーネントLANのトラヒックを区別するために使用される。しかし、標準的なVLANタグのサイズは12ビットに制限されており、また、ネットワークの規模及びコンポーネントLANの分割数を4094に制限している。２つのVLANタグは、一般的な割り当てではない特別の意味で保留されている。

Internet Engineering Task Force（IETF）は、draft-kawakami-mpls-lsp-vlan-00.txtというインターネットドラフトを公開している。この文献は、MPLSネットワークでのラベルスイッチング用のMPLSラベルの使用と類似した方法で、Ethernet（登録商標）ネットワークを通じてラベルスイッチング用のVLANタグを使用することを記載している。VLANタグは、レイヤ２トンネルに属するものとして、ラベルスイッチパス（LSP：label switched path）の入口点でトラヒックに印を付けるラベルとして使用され、ネットワークにおけるVLAN認識のEthernet（登録商標）スイッチは、VLANラベルスイッチルータとして動作する。

接続は１つ以上のLSPを使用して作られる。接続に沿った中間ノードは、任意選択でインバウンド・ラベルを異なるアウトバウンド・ラベルに交換してもよい。このように、VLANタグは、何らかの所定のローカルノードに特有の意味を持ち、VLANタグを再利用する機能は、802.1Qのスケーラビリティの問題のいくつかを解決する。

しかしdraft-kawakami-mpls-lsp-vlan-00.txtで提案されている方法の１つの問題は、4094の固有のVLANタグの最大値のみが802.1Q準拠の装置で定義可能であるという点にある。これは、依然として柔軟性を制限し、ネットワークを通じた接続のプロビジョニングの複雑性を増加させる。他の問題は、一般的に一時的なループを生成することなくプロビジョニングされた場合に、接続が容易に再ルーティングされないことがあるという点にある。

他の問題は、Ethernet（登録商標）フレームのフレーム・チェック・シーケンス（FCS：Frame Check Sequence）がフレームのペイロード部分とヘッダ部分との双方で計算されるため、VLANタグ（すなわちラベル）がLSPの入口点又は出口点で交換される毎に、VLANタグが変更しているためFCSが再計算されなければならないという点にある。このことは、全体のEthernet（登録商標）フレームで計算機能を実行することを必要とする。更に、元のFCSが取り除かれて新しいFCSが追加される間に、フレームはFCSの保護がなく、破壊されやすい。

draft-kawakami-mpls-lsp-vlan-00.txtで提案されている‘ラベル交換（label-swapping）’手法の更に他の問題は、LSPのそれぞれのローカルのラベル転送リンクが正確であることに転送が依存しているという点で、“正確性のチェーン（chain of correctness）”を必要とする点にある。このことは、転送を行うためにグローバルに固有のアドレス情報を使用する従来のEthernet（登録商標）と対比されるべきである。LSPラベルは、従来のEthernet（登録商標）毎にグローバルに固有ではないため、値が使用中の他の値に不正確にマッピングされると、ラベル移行を行うときの転送誤りが隠される可能性がある。更に重要なことには、実用的な観点から、‘ラベル交換’動作は、従来のEthernet（登録商標）スイッチ機能及び現在の通信標準からのかなりの変更を示す。

本発明は、Ethernet（登録商標）ネットワークのようなフレーム型ネットワークでの接続の確立を可能にすることに関する。Ethernet（登録商標）ネットワークで接続を確立する機能は、トラヒックエンジニアリング目的になり得る特別な方法でネットワークリソースを分割し、改善した耐性のため物理的に様々なルートでパスを固定し、性能目的、検査の整合性、故障検出及び他の積極的な確認目的でこれらのリソースを監視する機能を提供する。トラヒックエンジニアリングという用語は、所有者がネットワークを効率的に動作することを可能にしつつ、カスタマーの接続のサービス品質を確立して維持する機能を示すため、この文献で広く用いられる。この例は、リンクが過負荷でないことを確保すること、ネットワークを通じて好ましく接続を負荷バランシングすること、何らかの既存の接続を再ルーティングすることによりネットワークの負荷を再設計すること、プロテクション機構を確立すること、トラヒック復旧動作を実行すること、異なるトラヒック形式の相対的優先度、許可制御、ポリシー、スケジューリング等である。

本発明の実施例によれば、１つ以上のネットワークノードでEthernet（登録商標）フレームのようなデータフレームを転送するマッピングを構成することにより、キャリアネットワークで接続が確立される。マッピングは、a)接続の宛先（又は発信元）ノードに対応する宛先（又は発信元）アドレス（MACアドレス等）と、b)識別子（Ethernet（登録商標）ではVLANタグの再利用でもよい）（必ずしもサブネットに固有である必要はないが、宛先（又は発信元）アドレスと結合された場合にのみ固有になる必要がある）との組み合わせから、１つ以上のノードの選択された出力ポートに対するものである。アドレスと識別子との組み合わせを使用することにより、マッピングは、異なる接続に属するデータフレームが、潜在的に同じ宛先（又は発信元）ノードを有する異なる接続にもかかわらず、区別して転送（すなわち異なる出力ポートに転送される）されることが可能になる。このことは、接続をルーティングする際の柔軟性（例えばトラヒックエンジニアリングを行う機能）を可能にする。アドレスという用語が、ネットワークノード又はネットワークノードの入口若しくは出口インタフェース、又はネットワークノードの何らかのサブユニット（例えばポートカード又はネットワークノードのカプセル化機能）を識別する何らかの手段を示すためにこの文献で用いられている点に読者は留意すべきである。

本発明の第１の態様によれば、ネットワークで接続を確立する方法が提供され、
ネットワークのノードで、データフレームを転送する際に使用される第１のマッピングを構成するステップを有し、
第１のマッピングは、ネットワークのアドレス機構内でネットワークの第１のノードを固有に識別する第１のネットワークアドレスと第１の識別子との組み合わせから、ノードの選択された出力ポートに対するものであり、
これによって、構成は、データフレームを転送するために第１の接続の少なくとも一部を確立し、接続はノードを通過し、
第１の識別子は、第１のネットワークアドレスの装飾子であり、これによって、組み合わせが、ノードにおける第１のノード宛の又は第１のノードからのデータフレームの区別転送を可能にする。

本発明の第２の態様によれば、ネットワークで接続を確立する接続コントローラが提供され、
ネットワークのノードで、データフレームを転送する際に使用される第１のマッピングを構成する第１の信号を生成するために使用される信号生成器を有し、
第１のマッピングは、ネットワークのアドレス機構内でネットワークの第１のノードを固有に識別する第１のネットワークアドレスと第１の識別子との組み合わせから、ノードの選択された出力ポートに対するものであり、
これによって、構成は、データフレームを転送するために第１の接続の少なくとも一部を確立し、接続はノードを通過し、
第１の識別子は、第１のネットワークアドレスの装飾子であり、これによって、組み合わせが、ノードにおける第１のノード宛の又は第１のノードからのデータフレームの区別転送を可能にする。

本発明の第３の態様によれば、データフレームを転送する際に使用される第１のマッピングで構成されたノードを有するネットワークが提供され、
第１のマッピングは、ネットワークのアドレス機構内でネットワークの第１のノードを固有に識別する第１のネットワークアドレスと第１の識別子との組み合わせから、ノードの選択された出力ポートに対するものであり、
これによって、構成は、データフレームを転送するために第１の接続の少なくとも一部を確立し、接続はノードを通過し、
第１の識別子は、第１のネットワークアドレスの装飾子であり、これによって、組み合わせが、ノードにおける第１のノード宛の又は第１のノードからのデータフレームの区別転送を可能にする。

前記の本発明の第１の態様の方法を実行するように構成された１つ以上のノードを有する通信ネットワークも提供される。

前記の本発明の第１の態様の方法を実行するように構成されたコンピュータプログラムも提供される。

有利には、本発明により、フレーム型ネットワークでかなり柔軟的に接続が確立されることが可能になり、ネットワーク規模のトラヒックエンジニアリングが可能になる。更に、ラベル交換が行われないため、draft-kawakami-mpls-lsp-vlan-00.txtで提案されている方法に固有の特定の問題（オーバーヘッド処理、及び破壊に対するフレームの脆弱性）が克服される。

本発明の第４の態様によれば、フレーム型ネットワークで接続を確立する方法が提供され、
ネットワークの１つ以上のノードで、データフレームを転送する際に使用される第１のマッピングを構成するステップを有し、
第１のマッピングは、ネットワークの第１の宛先ノードに対応する第１の宛先アドレスと第１の識別子との組み合わせから、１つ以上のノードの選択された出力ポート又はそのそれぞれの選択された各出力ポートに対するものであり、
これによって、１つ以上のノードを通じて第１の宛先ノードに第１の接続の少なくとも一部を確立する。

一実施例では、本発明の方法は、少なくとも１つのノードで、データフレームを転送する際に使用される第２のマッピングを構成することを有し、
第２のマッピングは、ネットワークの第２の宛先ノードに対応する第２の宛先アドレスと第２の識別子との組み合わせから、１つ以上のノードの選択された出力ポートに対するものであり、
これによって、少なくとも１つのノードを通じて第２の宛先ノードに第２の接続の少なくとも一部を確立し、
少なくとも１つのノードの選択された出力ポートは、第１及び第２のマッピングについて異なり、
これによって、少なくとも１つのノードで、第１及び第２の接続に関連するデータフレームの区別転送を可能にする。

従って、有利には、例えば中間ノードでルートに収束して再び分岐する２つの接続が確立されてもよい。

一実施例では、第１及び第２の宛先アドレス並びに第１及び第２の宛先ノードは同じである。従って、例えば、同じ宛先ノードを有するにもかかわらず、中間ノードで収束して分岐する２つの接続が確立されてもよい。このことにより、接続を設定する際にかなりの柔軟性が可能になる。

一実施例では、第１及び第２の識別子は同じである。従って、例えば、同じ識別子を使用しているにもかかわらず、中間ノードで収束して分岐する２つの接続が確立されてもよい。従って、識別子がとることのできる値の数の制限は、トラヒックエンジニアリングの際の柔軟性をあまり低減しない。

ネットワークはEthernet（登録商標）ネットワークであり、１つ以上のノードはEthernet（登録商標）スイッチであることが好ましい。識別子はVLANタグであることが好ましい。有利には、このことにより、全く新規且つ独創的な方法で構成されていても、従来の比較的安価なVLAN認識のEthernet（登録商標）スイッチを使用して、トラヒックエンジニアリングされたネットワークが展開されることが可能になる。

一実施例は、構成は、ネットワークの制御プレーンにより実行される。従って、キャリアはネットワークにおけるトラヒックエンジニアリング接続の確立に対して直接の制御を有する。制御プレーンは、ASON/ASTNであることが好ましい。制御プレーンは、集中型でもよく、分散型でもよい。

前記の本発明の第１の態様の方法を実行するように構成された１つ以上のノードを有するフレーム型通信ネットワークも提供される。

前記の本発明の第１の態様の方法を実行するように構成されたソフトウェアも提供される。

本発明の第５の態様によれば、フレーム型ネットワークで接続を確立する接続コントローラが提供され、
ネットワークのトランスポートノードで、データフレームを転送する際に使用される第１のマッピングを構成する第１の信号を生成することができる信号生成器を有し、
第１のマッピングは、ネットワークの第１の宛先ノードに対応する第１の宛先アドレスと第１の識別子との組み合わせから、トランスポートノードの選択された出力ポートに対するものであり、
これによって、第１の信号は、トランスポートノードを通じて第１の宛先ノードに第１の接続の少なくとも一部を確立する。

本発明の第６の態様によれば、フレーム型ネットワークで接続を確立する方法が提供され、
ネットワークの複数のノードで転送情報を構成するステップを有し、
転送情報は、データフレームの宛先アドレスと識別子との組み合わせに基づいてデータフレームを転送することを可能にする。

本発明の第７の態様によれば、フレーム型ネットワークでデータトラヒックエンジニアリングを行う方法が提供され、
ネットワークにおいて、ネットワークの共通のスイッチングノードを通過する第１及び第２の接続を確立するステップと、スイッチングノードがデータフレームの宛先アドレス又は識別子の違いに基づいてデータフレームを異なって転送するように構成するステップとを有し、これによってデータトラヒックエンジニアリングを可能にする。

本発明の第８の態様によれば、フレーム型ネットワークで接続を確立する方法が提供され、
ネットワークの第１の複数のノードのそれぞれで、宛先アドレスと識別子との第１の組み合わせから、第１の複数のノードの各ノードの選択された出力ポートに対する第１の転送マッピングを構成するステップを有する。

本発明の第９の態様によれば、フレーム型ネットワークで接続を確立する接続コントローラが提供され、
トランスポートノードで、宛先アドレスと識別子との第１の組み合わせから、トランスポートノードの第１の出力ポートに対する第１の転送マッピングを構成するように構成される。

本発明の第１０の態様によれば、フレーム型ネットワークでデータフレームを転送する方法が提供され、
ネットワークで第１の接続を確立し、第１の接続は宛先アドレスと識別子との第１の組み合わせに関連するステップと、
データフレームの宛先アドレスと識別子との組み合わせに基づいてネットワークでデータフレームを転送するステップとを有する。

本発明の更なる態様は特許請求の範囲に記載されている。

本発明の更なる利点は、以下の説明から明らかになる。

どのように本発明が実行され得るかを示すために、本発明の実施例について一例のみとして添付図面を参照して説明する。

本発明の実施例について、一例のみとして以下に説明する。これらの例は、出願人に現在認識されている本発明を実施する最適の方法を示しているが、これが実現可能な唯一の方法ではない。

カスタマーに対して保証QoSをサポートするために必要なものは、次のものである。
1)少なくとも部分メッシュのキャリアネットワーク
2)何からの２つのエッジノードの間でキャリアネットワークを通じて明示的にルーティングされた接続を確立する機能（トラヒックエンジニアリング）
3)接続に適用される何らかの帯域制限及び／又は転送ルールを行う機能
主に、本発明はEthernet（登録商標）ネットワークのようなフレーム型ネットワークで、上記の要件1)及び2)を可能にすることに関する。要件3)は、例えば、制御プレーンと接続の入口ノードとのうち一方又は双方での許可制御のような従来の機構（信頼エッジ・ポリシー（trusted-edge policing））を使用して実現され得る。要件3)を実現する代替案は以下に詳細に示される。

図２は、本発明に従ってキャリアネットワークを形成するEthernet（登録商標）スイッチ及び通信リンクの構成を示している。キャリアネットワークの雲状物20は、Ethernet（登録商標）スイッチ20a、22b、24a、24b、26及び28を有する。Ethernet（登録商標）スイッチ22a、22b及び26は、キャリアネットワーク20のエッジに位置するが、Ethernet（登録商標）スイッチ24a、24b及び28は、コアネットワークに位置する。通信リンク（図２では直線で示す）が、Ethernet（登録商標）スイッチ22a、22b、24b、26及び28の間に提供される。例えば、これらの通信リンクは、光装置（Generic Framing Procedure（GFP）（ITU-T Recommendation G.7041/Y.1303）を用いたEthernet（登録商標）インタフェースを備えたSONET/SDH装置等）での比較的長距離のリンクでもよい。

コアネットワークスイッチ24a、24b及び28は完全メッシュである点に留意すべきである。すなわち、各コアネットワークスイッチ24a、24b及び28を相互に接続する直接の通信リンクが存在する。エッジネットワークスイッチ22a、22b及び26は完全メッシュではないが、コアネットワークスイッチ24a、b又は28への少なくとも１つの直接の接続リンクを有する。記載されている特定のネットワーク構成は例であることを読者は認識する。一般的に、キャリアネットワークは、実質的に如何なる数のEthernet（登録商標）スイッチで実装されてもよい。本発明によれば、Ethernet（登録商標）スイッチは、完全メッシュで接続されてもよく、部分メッシュで接続されてもよい。

図４は、本発明に従ってどのようにキャリアEthernet（登録商標）ネットワークがカスタマーサイトの間で接続を提供し得るかを示している。それぞれの対の地理的に離れたEthernet（登録商標）スイッチ（40a及び40b、42a及び42b、並びに44a及び44b）を有する３つのカスタマーが、それぞれエッジEthernet（登録商標）スイッチ22a及び22bを介して、キャリアネットワーク20に接続されて示されている。エッジスイッチ22a及び22bとカスタマースイッチ40a、40b、42a、42b、44a及び44bとの間の通信リンクは、T1、E1専用線のような専用リンクでもよく、デジタル加入者線（DSL：digital Subscriber Line）のようなアクセスリンクでもよい。

キャリアエッジスイッチ22a、22b（及び図２の26）は、単一のPE（Provider Edge）コア機能と１つ以上のPEエッジ機能とに論理的に分離されてもよい。PEエッジは、カスタマートラヒックがプロバイダネットワーク（すなわちキャリアネットワーク20）に入る又は出る入口点／出口点である。PEコアは、媒体アクセス制御（MAC：Media Access Control）を使用してカスタマーからの入力Ethernet（登録商標）トラヒックをMACカプセル化（又は必要に応じてMACカプセル化での疑似回線）に優先的にカプセル化し、キャリアネットワークを通じてカプセル化されたトラヒックを転送する。この実施例は、自主的に変更され得るカスタマーのMACアドレス空間の全体ではなく、キャリアネットワークのMACアドレス空間のみが認識されればよいため、必要なテーブルエントリの数を制限する機構として好ましい。同様に、PEコアは、出力Ethernet（登録商標）トラヒックをカプセル化解除（除去）し、適切なPEエッジを介して除去されたトラヒックをカスタマーに転送する。VLANタグは、論理PEコアでのカスタマーの分離を、固有のVLANタグを有する各エッジスイッチに接続されたそれぞれ異なるカスタマーサイトに提供するために使用される。カスタマートラヒックにより使用される何らかのVLANタグを保護するために、Stacked VLAN（すなわち、VLANカプセル化でのVLAN又はQ-in-Q）が使用されてもよい。

例えば、カスタマースイッチ42aは、通信リンク46aでEthernet（登録商標）トラヒックをエッジスイッチ22aの論理PEエッジに送信してもよい。エッジスイッチ22aの論理PEコアは、発信元アドレスとしてのエッジスイッチ22aのMACアドレスと、宛先アドレスとしての適切な出口点（この場合はエッジスイッチ22b）のMACアドレスとを使用して、各Ethernet（登録商標）フレームを更なるEthernet（登録商標）フレームにカプセル化する。カプセル化されたトラヒックは、キャリアネットワーク20の通信リンク48で確立された接続を通じて、エッジスイッチ22bに転送される。複数のカスタマーからのトラヒックが同じ接続を通じてルーティングされるという意味で、典型的には、接続はトランクでもよい。代替として、カスタマー毎に別々の接続48が使用されてもよいことを、当業者はわかる。エッジスイッチ22bのPEコアで、元のフレームはそのカプセル化を除去され、通信リンク46bでエッジスイッチ22bのPEエッジを介してカスタマースイッチ42bに送信される。

本発明の代替実施例では、論理PEエッジはまた、論理PEコアから物理的に分離されてもよく、カスタマー施設内に存在してもよいことを読者は認識するが、PEコアはキャリアの電話局又はポイント・オブ・プレゼンス（PoP：Point of Presence）に優先的に存在する。他のエッジスイッチ26（図２）もまた、カスタマーサイトへの接続を有してもよく、カスタマーはキャリアネットワーク20で２つ以上の地理的に離れたサイトの間の接続を備える必要を有してもよいことも、当業者は認識する。

どのようにキャリアネットワーク20が、カプセル化されたEthernet（登録商標）トラヒックを転送するために、何を通じて接続を確立するように構成されるかについて説明する。接続は、ソースノードから１つ以上のシンクノードにデータの転送を提供するネットワークで構成されたエンティティとして定義され得る。

前述のように、キャリアネットワーク20は、少なくとも部分メッシュでなければならない。すなわち、ネットワークの少なくともいくつかのノード（好ましくは全てのノード）の間に１つより多くの可能なパスが存在しなければならない。従って、以下に説明するように、Ethernet（登録商標） MACアドレスの自動学習機能は、好ましくは、少なくとも部分的に停止されるべきである。

起動時（又は再起動時）に、従来の交換Ethernet（登録商標）ネットワークは、各Ethernet（登録商標）フレームが全体ネットワークを通じてブロードキャストされるという点で、“典型的な”Ethernet（登録商標）ローカルエリアネットワーク（LAN）のように動作する。従って、１つのポートでEthernet（登録商標）フレームを受信した各スイッチは、それぞれの他のポートでフレームをブロードキャスト出力する。フレームが他のスイッチにより受信されると、処理が繰り返し、これによって、全体ネットワークを通じてフレームをブロードキャストする。

MACアドレス自動学習機能は、交換Ethernet（登録商標）ネットワークで構成の効率を改善するために提供される。Ethernet（登録商標）フレームは、その発信元及び宛先Ethernet（登録商標）スイッチに対応する発信元及び宛先MACアドレスを有する。（ここでは、Ethernet（登録商標）スイッチは、エンドシステムを示しており、従って、少なくとも１つのMACアドレスを有する。）発信元スイッチにより送信されたEthernet（登録商標）フレームが中間又は宛先Ethernet（登録商標）スイッチにより受信されると、受信側スイッチは、フレームが受信されたポートと、フレームの発信元アドレスとを監視する。次に、後のフレームスイッチングで使用するための転送テーブルを構築する。転送テーブルは、宛先アドレスを出力ポートにマッピングするものであり、受信フレームの発信元アドレスと、受信された入力ポートとを使用して構築される。時間とともに、ネットワークは転送テーブルを構築し、ブロードキャストにもはや依存せずに、Ethernet（登録商標）フレームの効率的なスイッチングを可能にする。

従って、自動学習を使用した従来の交換Ethernet（登録商標）ネットワークは、単一連結でなければならないことがわかる。すなわち、ネットワークのあらゆるノードの間に唯一の論理パスの選択が存在しなければならない。何らかの２つのノードの間に複数のパスが存在する場合、フレームが発信元ノードから受信された入力ポートは、そのノード宛に後のトラヒックを転送する正しい出力ポートの信頼のある指標にはならない。Ethernet（登録商標）スイッチでの転送テーブルの矛盾は、フレームのループを生じる。更に、ネットワークの一部に何らかのループが存在する場合に、何らかのブロードキャストパケットは、そのループで継続的に複製され、複製が全体ネットワークの全てに転送され、関与するリンク容量によってのみ制限される。このことは必然的にネットワークの破滅的な故障を生じる。

本発明によれば、Ethernet（登録商標）スイッチで転送テーブルを構成するために自動学習を使用する代わりに、新規なEthernet（登録商標）制御プレーンを使用して転送テーブルが直接構成される。図３は、図１のEthernet（登録商標）キャリアネットワークを制御する制御プレーン／トランスポートプレーンのアーキテクチャを示している。ITU-T Automatically Switched Transport Network（ASTN）（場合によってはAutomatically Switched Optical Network（ASON）として知られている）が優先的に使用されてもよい。ASTNの一般的なアーキテクチャ仕様は、ITU-T Recommendation G.8080に示されている。

制御プレーン30は、キャリアネットワーク20のEthernet（登録商標）スイッチ22a、22b、24a、24b、26及び28のそれぞれに対応する複数の接続コントローラ32a、32b、34a、34b、36及び38を有する（明瞭にするため、図３では全ての接続コントローラがラベルを有するとは限らない）。概念的には、制御プレーン30は、キャリアネットワーク20のEthernet（登録商標）スイッチ22a、22b、24a、24b、26及び28を有するトランスポートプレーン32の‘上’にあるものとして考えられてもよい。接続コントローラ（CC：Connection Controller）30は、トランスポートプレーン32の各Ethernet（登録商標）スイッチにそれぞれ対応する論理エージェントである（ASTNの用語ではクロスコネクトを示す）。各CCは、接続制御インタフェース（CCI：Connection Control Interface）シグナリング（図３では点線で示す）を使用して、そのそれぞれのスイッチのスイッチングを制御する。CCIシグナリングは、キャリアネットワーク20のEthernet（登録商標）スイッチ22a、22b、24a、24b、26及び28により使用される転送テーブルを直接構成するために使用される。CCは、ネットワーク対ネットワークインタフェース（NNI：Network to Network Interface）を使用して、これらの間を通信してもよい。典型的には、CCは、NNIシグナリングを使用して、その動作状態に関する情報及び状態（特にその通信リンクの容量）を交換する。現在ではY.17ethOAMと呼ばれている準備中のITU-T標準又はIEEE標準802.1agの方法を使用して、Hertbeat、Ping及び回路監視のような他の制御プレーン機能が提供されてもよい。

CC32a、32b、34a、34b、36及び38は、Ethernet（登録商標）スイッチ22a、22b、24a、24b、26及び28から論理的に離れているが、これらは分散制御プレーンモデルでは同じ物理ノードで実装されてもよいことを、読者は認識する。更に、より集中的な制御プレーンモデルに近づいて、１つのCCは１つ以上のEthernet（登録商標）スイッチを制御してもよい。更に、NNIシグナリングは、ユーザトラヒックを転送するために使用される同じ通信リンクで行われてもよい。

図５は、制御プレーン30が、キャリアネットワーク20を通じたポイント・ツー・ポイント接続を確立するために、どのようにトランスポートプレーン32と相互作用するかを示している。典型的には、接続は双方向であるが、これは単に２つの一方向のポイント・ツー・ポイント接続の組み合わせとして考えられ得る。所要の帯域及びキャリアネットワーク20を通じた明示的なルートを指定する接続を確立する要求は、例えば管理上のネットワーク管理ノード（図示せず）又は分散ネットワーク管理システム若しくは機能により生成される。明示的なルートは、キャリアネットワークのトポロジと、ネットワークリソースの動作状態と、既存の接続及び可能な後の接続の帯域要件とを考慮して、従来のルーティングプロトコルに従って決定される。図５に示す例示的な接続により取られるルートは、通信リンク48でEthernet（登録商標）スイッチ22a、24a、24b及び24bに及ぶ。接続は、SONET/SDHトレール（trail）で多数の特性を共有するため、本発明の接続を管理するために、SONET/SDHトレール管理用に既に開発されている管理システムが再利用されてもよい（例えばNortelのOptical Network Manager）。このことは、本発明で提案されるネットワーク構成を展開するときに、SONET/SDHトレール管理システムを既に使用しているキャリアネットワークが新しい管理システムに投資する必要がないという利点を有する。ルートはまた、アドホック形式で、CCの間の直接のNNIシグナリングにより確立されてもよい。

接続を確立する要求は、まずCC32aに送信される。要求を受信すると、CC32aは、スイッチ22a及び24bの間の通信リンクが必要な帯域をサポートするのに十分な容量を有しているか否かを検査する。有している場合、CC34aに接続設定要求メッセージ50を転送し、必要な帯域と明示的なルートとを指定する。CC34aは、スイッチ24a及び24bの間の通信リンクが必要な帯域をサポートするのに十分な容量を有しているか否かを検査する。接続設定要求メッセージ50がCC32bに到達するまで、この処理が続く。競合する接続が同じリソースで設定された場合の競合状態を回避するために、ルートを通じて、CCは任意選択で各スイッチ及び通信リンクの帯域を予約してもよい。

接続設定要求メッセージ50がCC32bに到達したときに、必要な接続をサポートするために全体パスを通じて十分な帯域が存在する場合、CC32bは、接続設定応答メッセージ52をCC34b、CC34a及び最後にCC32aに返信する。接続設定応答メッセージ52がCCを横断すると、各CCは、CCIシグナリング54をその各スイッチに送信し、各スイッチの転送テーブルを構成し、これによって接続を設定するために必要な転送状態を確立する。

前記のキャリアネットワーク20を通じて接続を確立する機構は単なる例であり、他の周知の機構が使用されてもよいことがわかる。例えば、全ての許可制御は、極端な場合には全てではないにしてもいくつかのEthernet（登録商標）スイッチを制御する集中型CCで実行されてもよい。他の例示的な構成では、接続のルートを計算し、同時に必要な許可制御を実行するために、管理上の管理構成が使用されてもよい。このことも、CCにより実行されるルートを簡略化する。更に他の例は、管理上の管理機能又はCCが、許可制御を実行するために、特別の集中型又は分散型帯域マネージャ又はポリシー決定機能に問い合わせることが挙げられる。

接続をサポートするためにどのようにキャリアネットワーク20のEthernet（登録商標）スイッチの転送テーブルが使用されるかが、本発明の重要な側面であり、次に詳細に説明する。

典型的には、何千又は何万の接続が常にキャリアネットワークを通じて確立されている。これらの接続はキャリアネットワークの物理リソース（すなわち、スイッチ及び通信リンク）を共有する。従って、典型的には各スイッチは、いずれかの時点でこれを通じて確立された多数の接続を有する。しかし、各スイッチは、トラヒックが送信されている特定の接続の明示的なルート要件に従ってデータトラヒックを転送することができなければならない。有望なシナリオは、キャリアネットワークが、同じ発信元ノードからの複数の接続と、同じ宛先ノードへの複数の接続と、同じ発信元ノードから同じ宛先ノードへの複数の接続を確立する必要があることが挙げられる。しかし、トラヒックエンジニアリング目的では、後者の接続は、ネットワークで物理的に離れたルートを通じて確立される必要があることがある。更に、これらのルートは、キャリアネットワーク内で収束及び分岐する必要があることがある。このような接続におけるルートの柔軟性をサポートするために必要なものは、各スイッチが異なる接続で通過するデータトラヒックを区別し、それに従って転送できることである。

しかし、従来の交換Ethernet（登録商標）はこれを行うことができない。前記のように、従来のEthernet（登録商標）スイッチは、単に（自動学習を通じて確立された）宛先アドレスを出力ポートにマッピングする転送テーブルのみに基づいて、トラヒックを転送する。その結果、従来のEthernet（登録商標）スイッチは、複数の異なる接続に関連し得るが、同じ宛先アドレスを有するデータトラヒックを区別することができない。

本発明によれば、キャリアネットワークを通じて確立された接続の区別を可能にし、これによって区別転送を可能にするために、VLANタグが使用される。優先的には、キャリアネットワーク20のEthernet（登録商標）スイッチが802.1Q VLAN認識であるが、データトラヒックを転送するために宛先アドレスとVLANタグとの組み合わせを使用するように構成された新規な方法で、IEEE802.1Qで規定されたVLANタグが適用される。優先的には、このことは、各VLANタグの別々の転送テーブルを格納するために、各Ethernet（登録商標）スイッチの既存の機能を再利用することにより実現される。VLANタグは、転送テーブルへのマッピング（又はインデックス）として動作し、各転送テーブルは、出力ポートに宛先アドレスをマッピングする。しかし、本発明では、宛先アドレスとVLANタグとの組み合わせから出力ポートへのマッピングを提供するために、転送テーブルのグループが構成される。

好ましい実施例によれば、VLANタグは、宛先アドレスに関してのみ意味を有する。従って、VLANタグの割り当ては、宛先アドレスを所有するノード（ここでは宛先ノードと呼ばれる）に論理的に制限される。従って、新しい接続が要求された時点で、その宛先ノードはその接続にVLANタグを割り当て、そのノードに対応する宛先アドレスと組み合わせて使用する。ルートが新しい接続を交差する及びルートが新しい接続から後に分岐する宛先アドレスへの既存の接続がVLANタグを共有しないように、VLANタグが割り当てられる。これは、区別転送が（分岐点で）必要な場合に分岐接続の宛先アドレス／VLANタグの対が区別できるようなものである。

別に記載するように、未知に対するブロードキャスト（Broadcast-on-Unknown）が接続に使用される全てのVLANタグで完全に無効になっていないネットワークでの故意の部分的なルート削除の場合において、病的な動作を改善するために、更なる制約が割り当てに設けられ得る。

代替として、簡潔にするために、VLANタグの使用のスケーラビリティの減少を犠牲にして、宛先ノードは所定の宛先アドレスに進む接続毎に固有のVLANタグを割り当てる。

VLANタグが割り当てられると、接続が最初に行われる場合若しくはルートで分岐し得る場合、及び／又はトラヒックが最初にトラヒックエンジニアリングされたドメインに入る場合に、パケットに割り当てられるべきである。カプセル化が行われていない場合、これは、通常ではトラヒックが接続（例えばレイヤ３−７フィルタリング）により最初に隔離されている場合である。カスタマーデータのカプセル化の好ましい方法が実行されている場合、カプセル化点を有するノードは、VLANタグを適用する好ましい論理位置である。

接続の出口に対する同様の点で、VLANタグは除去されるべきである。宛先ノードが前に割り当てられたVLANタグを除去する正しい点として特定されることを仮定すると、宛先ノードが、ペイロードの解釈に関して、場合によってはパケットが到達する入口ポートと組み合わせて、宛先アドレス／VLANタグの対を使用することが許容される。

カスタマー接続インタフェース（customer attachment interface）の論理概念を特定することが有用である。カスタマー接続インタフェースは、特定のカスタマーへの特定のサービスの各エンドポイントを終端する。ポート又は複数のポートに関連する１つ又は複数のカスタマー接続インタフェースが存在してもよい。これらのインタフェースは、同じカスタマーに関する異なるサービス、又は異なるカスタマーに関する同じ／異なるサービスに対応してもよい。これらのポートの入口トラヒックについて、何の入力パケットがその関連のサービスに対応するかを識別する必要があるため、接続インタフェースの機能は最も複雑である。

所定の接続を通じて転送されるパケットが特定され得る無数の方法が存在し、この判定は（カプセル化解除／タグ解除の宛先を参照して）発信元ノードで生じる純粋な局所機能であるため、複数のタグ適用ノードで異なる可能性があることを、当業者は認識する。しかし、カスタマー接続インタフェース／サービス／接続関連の数個の例は、以下のことを明瞭にするのに役立ち得る。
−特定の物理カスタマー対向ポート、カプセル化機能、カプセル化サービスID及び所定の接続の間での関連付け
−特定の物理カスタマー対向ポート、カスタマーVLANタグ、カプセル化機能、カプセル化サービスID及び所定の接続の間での関連付け、並びにトラヒックの許容範囲量を識別するポリシー設定
−SIPシグナリングされたVoIPフローを識別し、その新しい接続を確立するレイヤ３−７スイッチ。スイッチは、フローの全てのパケットを識別し、そのパケットに適切なVLANタグを取り付け、確立された接続を通じてルーティングするための適切なフィルタを確立する。
−（後のVPLSの説明による）カスタマーアドレス空間のEthernet（登録商標）スイッチ・インスタンスのポートでの、特定の接続、カプセル化機能及びカプセル化サービスIDの間のボックス内論理関連付け（in-box logical association）
−ノードの物理ポート（サービスは、既知の宛先MACアドレスでそのポートから受信される全てのパケットを暗示的に含む）、そのノードでのVLANタグアプリケーション機能及び所定の接続の間の関連付け
ここでは‘サービスインスタンス識別子’という用語は、カスタマー接続インタフェースを識別する識別子を定めるために使用され、カプセル化サービスID又は代替として（IEEE802.1ahの現在のドラフトでは）拡張サービスVLAN ID若しくはサービスインスタンス識別子とも呼ばれることがある。

図６は、VLANタグが前述のように割り当てられた段階の後に、Ethernet（登録商標）スイッチでEthernet（登録商標）フレームを受信する動作（ステップ60）を示している。まず、スイッチは、フレームに含まれるVLANタグに基づいて転送テーブルを選択する（ステップ62）。次に、スイッチは、フレームに含まれる宛先アドレスに基づいて出力ポートを選択する（ステップ64）。最後に、スイッチは、選択された出力ポートでフレームを転送する（ステップ66）。

VLANタグと宛先アドレスとの組み合わせを使用した区別転送のこの方法は、従来技術の方法と対称をなす。IEEE802.1Qは、ネットワークリソースを分割するためにVLANが定められる従来技術の例である。例えば、これらのネットワークリソースは、ポートに関して定められてもよい。VLANはポートの特定のセットであり、ネットワークの全てのポートのサブセットである。より具体的には、ポートのサブセットは、データフレームがサブセット内のこれらのポートのいずれかの間でのみ流れ、他のネットワークに流れないように接続される。この構成の直接の結果として、第１のもの（すなわち接続されていないもの）から離れたネットワークのポートの他のサブセットは、区別できるVLANタグを有さなければならない。しかし、本発明の方法では、離れたサブセットの場合であっても、ネットワークの全てのポートは、同じVLANタグを有してもよい。この理由は、ネットワークリソースの分割は、VLANタグと宛先MACアドレスとの組み合わせにより実現されるからである。ネットワークが本発明で接続の区別転送を可能にするように構成される手順は、前述したとおりである。

図１を参照して前述したVLAN認識のブリッジの従来技術は、まず、VLANタグがタグの有効性を決定し、次に、MACアドレスからどのようにフレームを転送するかを決定する転送テーブルにアクセスするために使用される構造的機構を実装する。この同じ構造的実装は、VLANタグと宛先MACアドレスとの組み合わせが区別転送動作を決定するように、本発明により再利用されてもよい。同じ構造的実装を使用する利点は、絶対的には必要ではないが、既存のEthernet（登録商標）スイッチが再利用されることを可能にする。しかし、転送テーブルが生成される手段及びルールは、本発明によれば従来技術と異なる。キャリアネットワークを通じて確立される接続に対応する転送テーブルのVLANタグ及びエントリーは、前述の接続設定処理を使用して、適切なEthernet（登録商標）スイッチに直接構成される。カプセル化が使用される好ましい実施例では、データトラヒックは、選択されたVLANタグと宛先アドレス（すなわち出口PEコアのMACアドレス）とをフレームに提供することにより、キャリアネットワークへの入口（具体的には入口PEコア）で特定の接続に関連付けられる。これに関するカプセル化は、カスタマーから受信した生のEthernet（登録商標）フレームがこの処理で変更されないことを確保する。

図７及び８は、VLANタグと宛先アドレスとの組み合わせの使用が、接続を区別するためにどのように使用され得るかを示している。図９は、VLANタグと宛先アドレスとの組み合わせ及びポートの選択で故意に区別を欠くことが、そうでなければ個々の接続の収束をどのようにもたらすかを示している。図７〜９のそれぞれは、４つのプロバイダエッジEthernet（登録商標）スイッチ71、72、73及び74（PE1、PE2、PE3、PE4に対応する）と、コアEthernet（登録商標）スイッチ75を含むコア78の更なるEthernet（登録商標）スイッチと、コアスイッチとエッジスイッチとの間の通信リンク（明瞭にするために参照符号を省略する）とを有するキャリアネットワークを通じた接続を示している。

図７では、接続76及び77は、双方とも同じ発信元アドレス（エッジEthernet（登録商標）スイッチ71−PE1）及び宛先アドレス（エッジEthernet（登録商標）スイッチ73−PE3）を有する。しかし、接続76及び77が横断するルートは異なる。特に、コアEthernet（登録商標）スイッチ75で、接続76及び77は収束して直ちに分岐することがわかる。共通の宛先アドレスにもかかわらず、コアEthernet（登録商標）スイッチ75は、異なるVLANタグに基づいて、接続76に属するフレームと接続77に属するフレームとを区別することができる（それに従って転送することができる）。従って、接続76のデータトラヒックは、例えばVLANタグ2を有するが、接続77のデータトラヒックはVLANタグ1を有する。

図８では、接続80及び82は、双方とも同じ発信元アドレス（エッジEthernet（登録商標）スイッチ71−PE1）を有し、同じVLANタグを与えられているが（この場合にはVLANタグは1である）、異なる宛先アドレスを有する（接続80はエッジEthernet（登録商標）スイッチ73−PE3を有するが、接続82はエッジEthernet（登録商標）スイッチ74−PE4を有する）。同様に、接続80及び82が横断するルートは異なる。特に、コアEthernet（登録商標）スイッチ75で、接続80及び82が収束して、宛先点に分岐する前に同じパスに従うことがわかる。共通のVLANタグにもかかわらず、コアEthernet（登録商標）スイッチ75は、異なる宛先アドレスに基づいて、接続76に属するフレームと接続77に属するフレームとを区別することができる（それに従って転送することができる）。

図７及び８から、異なる接続に属するEthernet（登録商標）フレームの間の区別は、宛先アドレスとVLANタグとの組み合わせに従って実現されることがわかる。いずれかの違いは、接続に必要な区別転送を実現するために使用され得る。

図９は、VLANタグと宛先アドレスとの組み合わせ及びポートの選択で故意に区別を欠くことが、そうでなければ個々の接続の収束をどのようにもたらすかを示している。図９では、接続90及び92は同じ宛先アドレス（エッジEthernet（登録商標）スイッチ73−PE3）を有し、同じVLANタグを与えられているが（この場合にはVLANタグは1である）、異なる発信元アドレスを有する（接続90はエッジEthernet（登録商標）スイッチ71−PE1を有するが、接続92はエッジEthernet（登録商標）スイッチ72−PE2を有する）。同様に、接続90及び92が横断するルートは異なるが、これは、データトラヒックが異なる入口点（すなわちエッジEthernet（登録商標）スイッチ71及び72）からキャリアネットワークに入るためである。コアEthernet（登録商標）スイッチ75でルートが収束すると、エッジEthernet（登録商標）スイッチ73の宛先まで収束したままになる。これは、同じ宛先アドレスとVLANタグとを有するためであり、宛先アドレスとVLANタグの組み合わせだけに基づいてこれらを区別する方法は存在しない。

ネットワークの何らかの２つの点の間で複数の接続を確立する機能は、耐性の利点を有し、サービスメンテナンスにも有利である。トランスポート特性を変更すること、計画されたメンテナンスの周りでルーティングすること等のために、“メイク・ビフォー・ブレイク（make before break）”接続を構成することができることが、本発明の側面である。パスの再ルーティングは、ネットワークに関してグローバル（すなわち発信元エッジから宛先エッジまで）でもよく、元のパスの何らかの２つの所定のノードの間のパスの一部が再ルーティングされるという意味でローカルでもよい。

有利には、トラヒックがこのようにスイッチングされ得る実際の手段は、接続の何らかの所定の方向に単一のノードで転送ルールを変更するためのみに必要である。データトラヒックフローは、単に異なるVLANタグで新しい接続をプロビジョニングし、元の接続の入口点でそのVLANタグをEthernet（登録商標）フレームのMACヘッダで使用することにより、再ルーティングされてもよい。古い接続と同時に新しい接続が確立されて、前のフレームが古い接続で依然として通過している間に、新しいEthernet（登録商標）フレームが新しい接続に向けられるため、このようなデータフローの再ルーティングは、全くフレームを失わない。代替として、同じVLANタグ及び宛先MACアドレスが、既存のパスのノードではなく、最初と最後のこのようなノードが既存のパスのノードに直接接続されるように構成されたノードで構成されてもよい。次に、最初のこのような新しいノードに接続する既存のパスのノードのポートのみを変更することにより、全ての後に送信されるフレームは、新しいパスで転送される。新しいパス及び古いパスのフレームは、図９のように、更にダウンストリームで結合するように構成されてもよい。また、代替として、接続はプロテクションパスで予め（すなわち、何らかの検出故障の前に）確立されてもよい。従って、入口点が予め確立された接続でフレームの送信を直ちに開始し得るため、故障時のデータフローの再ルーティングはより簡単且つ迅速になる。有利には、従来の回線交換ネットワークと異なり、予め確立された接続は、実際に使用されるまで、帯域を占有しない。従って、非効率なネットワークリソースの使用を生じることなく、1:n又は1:1のプロテクション機構が実装され得る。ワーキングパスがプロテクションパスと比較して異なるパス遅延を有する場合、１つ以上の収束点で、プロテクションパスとワーキングパスとの間でバッファが行われ、ワーキングパスとプロテクションパスとの間の再ルーティングのために順序の違うフレーム配信を回避してもよい。更に又は代替として、例えばフレーム再順序付けを可能にするために、系列識別子が使用されてもよい。このように、完全に誤りのない（hitless）のスイッチオーバ（switchover）を行うことが可能になる。

Ethernet（登録商標）ネットワークの接続の更なる利点は、既存のノード、リンク、接続又はトラヒックとの干渉を生じることなく、新しいノード及びリンクがネットワークに導入され得るという点で、ネットワークを有機的に増大させる機能である。更なるリソースを通じて何らかの新しい接続が確立されてもよい。更に、前述の方法のいずれかによって既存のトラヒックは新しいリソースにスイッチングされてもよい。従って、実際の実用的なネットワークの管理にかなりの柔軟性が存在する。

これまでは、ポイント・ツー・ポイント（すなわちユニキャスト）接続及びトラヒックが結合又は多重される（トラヒックが出口ノードでのみ集まる）図９に関するマルチポイント・ツー・ポイントのみについて説明した。しかし、本発明によれば、以下に説明するように、ポイント・ツー・マルチポイント又はマルチポイント・ツー・マルチポイント接続も、Ethernet（登録商標）ネットワークを通じて確立されてもよい。従来のEthernet（登録商標）スイッチは、マルチキャストサービスが可能である。典型的には、所定のマルチキャスト宛先アドレスについて１つより多くの出力ポート（必ずしも全ての出力ポートである必要はない）を備えた転送テーブルを構成することにより実現される。本発明によれば、比較的小規模のマルチキャスト動作で、前述のように、選択されたEthernet（登録商標）スイッチの１つ以上の出力ポート（必ずしも全ての出力ポートである必要はない）にマッピングするVLANタグとマルチキャストアドレスとの組み合わせを使用して、ポイント・ツー・マルチポイント接続が構成され得る。しかし、この手法は、比較的小規模のマルチキャスト動作のみに適している。

本発明によれば、多数のポイント・ツー・マルチポイント又はマルチポイント・ツー・マルチポイント接続をサポートするキャリアネットワークは、前述のように確立された複数のユニキャスト接続を使用して、Ethernet（登録商標） MACアドレス指定ネットワークでエミュレートされたResilient Packet Ring（RPR）として構成されてもよい。仮想プライベートネットワーク（VPN：virtual private network）サービス（すなわち、データフレーム毎に関心のある限られたコミュニティが存在する）に関して、以下に説明する。２つの動作モードが考えられる。すなわち、少ないサイトを有する多数のカスタマー向けの散在モード（sparse mode）と、多くのサイトを有する少数のカスタマー向けの密集モード（dense mode）である。詳細な機構は、Virtual Private Networks Within A Packet Network Having A Mesh Topologyという題の出願人の同時継続の米国特許出願第10/698,833（Nortel Networksの参照番号15877RO）の１つに記載されている。この文献が参照として取り込まれる。密集及び散在の動作モードについて、図１０及び１１を参照して簡単に説明する。

図１０は、少ないサイトを有する多数のカスタマー向けのブロードキャスト動作の散在モードを示している。図１０は、完全メッシュのコアネットワーク100と、PEコア・エッジEthernet（登録商標）スイッチ104a〜dと、PEエッジ・エッジEthernet（登録商標）スイッチ102とを有するキャリアネットワーク20の一部を示している。ブロードキャストトラヒック106aは、カスタマーサイトからPEコアスイッチ104bで受信される。このトラヒックは特定のカスタマーVPNに関してブロードキャストされるが、全体としてのキャリアネットワークに関してマルチキャストされる点に留意すべきである。トラヒックはカプセル化され、４つの一方向接続108a〜dによりエミュレーションされたRPRに配置される。前述のように、４つの接続は、ポイント・ツー・ポイント接続として確立される。トラヒックは、再びPEコアスイッチ104の開始点に到達するまで、順々に各接続を通じて転送される。カプセル化フレームを受信すると、４つの接続の各エンドポイントは、接続されているPEエッジ・エッジEthernet（登録商標）スイッチ102を介してカスタマーに配信するためにフレームを処理するか否かを決定する。このことは、フレームに含まれるブロードキャスト宛先アドレスと、これらのEthernet（登録商標）スイッチに取り付けられたカスタマーサイトのVPNメンバーシップとに基づいて行われる。フレームの処理は、カプセル化解除して、１つ以上のPEエッジ・エッジEthernet（登録商標）スイッチ102に必要とされるように複製することを含む。散在の動作モードでは、４つのポイント・ツー・ポイント接続がトランクされてもよいため、帯域がブロードキャストトラヒックに専用である必要はないことがわかる。すなわち、ブロードキャストであろうとなかろうと、非ブロードキャストデータと他のカスタマーのデータとを運ぶために使用されてもよい。

図１１は、多くのサイトを有する少数のカスタマー向けのブロードキャスト動作の密集モードを示している。図１１は、図１０と同様に、完全メッシュのコアネットワーク100と、PEコア・エッジEthernet（登録商標）スイッチ104a〜dと、PEエッジ・エッジEthernet（登録商標）スイッチ102とを有するキャリアネットワーク20の一部を示している。ブロードキャストトラヒック110aは、カスタマーサイトからPEコアスイッチ104bで受信される。このトラヒックは特定のカスタマーVPNに関してブロードキャストされるが、全体としてのキャリアネットワークに関してマルチキャストされる点に留意すべきである。トラヒックはカプセル化され、一方向接続110bでコアスイッチ116aに転送される。一方向接続110bはトランクされてもよい。コアスイッチ116aで、トラヒックは、隣接ノードのそれぞれの対の間の双方向接続を使用して、コアスイッチ116a〜dの間の接続によりエミュレーションされた双方向RPR112で転送される。RPRは特定のカスタマーのブロードキャストトラヒックに専用であり、トランクされない。これは、RPRで転送するために固有のVLANタグを使用することにより実現される。

トラヒックは、RPR112で、一方向又は多方向に（各コアスイッチについて最短であればどちらでも）コアスイッチ116a〜dのそれぞれに転送される。各コアスイッチは、各PEコアスイッチ104a〜dがトラヒックを受信するように、一方向接続114aで受信フレームをブロードキャストする。次に、前述のブロードキャスト動作の散在モードと同様に、各PEコアスイッチは、接続されたPEエッジ・エッジEthernet（登録商標）スイッチ102を介してカスタマーに配信するフレームを処理するか否かを決定する。これは、フレームに含まれるブロードキャスト宛先アドレスに基づいて行われ、カスタマーサイトへの前方送信のために、１つ以上のPEエッジスイッチ102に対して必要に応じてカプセル化解除及び複製することを含む。

図１２〜１４は、本発明に従ってどのように仮想プライベートLANサービス（VPLS：Virtual Private LAN Service）が提供され得るかの例示的な構成を示している。VPLSでは、潜在的に地理的に離れたホストは、ホストがプライベートローカルエリアネットワーク（LAN）に直接接続されているかのようにホストが機能するように見えるキャリアネットワークでのエニー・ツー・エニー通信（any to any communication）機能を備えている。本発明によれば、VPLSは、接続が前述のように確立され得るメッシュEthernet（登録商標）キャリアネットワークで提供される。各図面において、キャリアネットワークの雲状物20は、Ethernet（登録商標）スイッチで構成される（明瞭にするために、ネットワークエッジにあるEthernet（登録商標）スイッチのみを図示する）。

図１２に１つの例示的な構成が示されており、４つの地理的に離れたカスタマーサイト（図示せず）が、４つのキャリアエッジノード120、122、124及び126にそれぞれ接続されており、４つのキャリアエッジノード自体は、本発明に従ってキャリアネットワークで確立された接続130を介して、完全メッシュに接続されており、VPLSを提供する。この構成で、各キャリアエッジノード120、122、124及び126は、PEコアへのカスタマー接続に使用される物理ポートに関連して、従来のEthernet（登録商標）機能を提供する。しかし、未知に対するブロードキャスト（Broadcast-on-Unknown）、リモートPEコアを介して到達可能なカスタマーアドレスのMAC学習等は、コアネットワーク側の物理Ethernet（登録商標）ポートに関連せず、本発明に従って設定された関係するPEコアの間のポイント・ツー・ポイント接続のメッシュに関連する。従って、ブロードキャストは入口PEコアでのパケット複製により行われ、次にキャリアドメインでカプセル化及びユニキャストが行われる。学習した各カスタマーMACアドレスは、キャリアネットワークアドレスとリモートPEコアに到達するために使用されるVLANタグとに関連付けられる。

図１３に他の例示的な構成が示されており、４つの地理的に離れたカスタマーサイト（図示せず）が、４つのキャリアエッジノード120、122、124及び126にそれぞれ接続されており、４つのキャリアエッジノード自体は、本発明に従ってキャリアネットワークで確立された接続132、134及び136を介して、ハブ・アンド・スポーク（hub and spoke）構成に接続されており、VPLSを提供する。キャリアエッジノード120に接続されているスイッチ／ルータは、ハブとして動作するが、キャリアエッジノード122、124及び126にそれぞれ接続されたホスト又はスイッチ／ルータは、スポークとして動作する。このスイッチ／ルータは、カスタマーにより所有されてもよく、電話局に配置されて１つより多くのカスタマーにサービスを提供するために使用されるキャリアにより所有されてもよい。このスイッチ／ルータは、カスタマーMACアドレスを認識する必要のあるキャリアネットワークで単一のエンティティである。ちょうど前述したように、学習した各カスタマーMACアドレスは、キャリアネットワークアドレスとリモートPEコアに到達するために使用されるVLANタグとに関連付けられる。複数のカスタマーをサポートするために単一の物理スイッチが使用される場合、スイッチ／ルータでカスタマーの分離を確保するために、従来のVLAN技術が使用され得る。ハブのスイッチ／ルータは、それに接続されたホストと他のカスタマーサイトに接続されたホストとの間の通信を提供する役目をするだけでなく、何らかの２つの他のカスタマーサイトに接続されたホストの間の通信を転送する役目をする。後者の場合、トラヒックはキャリアネットワークで２つの接続（例えば、キャリアエッジノード122からキャリアエッジノード120への接続132、及びキャリアエッジノード120からキャリアエッジノード124への接続134）を横断する。キャリアエッジノード120では、接続132を横断した後に、トラヒックはキャリアネットワークから生じる。ハブのスイッチ／ルータは、トラヒックが他のカスタマーサイト向けであることを識別し、接続134を介してキャリアネットワークに戻るようにスイッチング／ルーティングする。

図１４に他の例示的な構成が示されており、６つの地理的に離れたカスタマーサイト（図示せず）が、６つのキャリアエッジノード140、142、144及び146、148及び150にそれぞれ接続されており、６つのキャリアエッジノード自体は、本発明に従ってキャリアネットワークで確立された接続138を介して、デュアル・ハブ・アンド・スポーク（dual hub and spoke）構成に接続されており、VPLSを提供する。キャリアエッジノード140及び142に接続されているスイッチ／ルータは、共にハブとして動作するが、キャリアエッジノード144、146、148及び150にそれぞれ接続されたホスト又はスイッチ／ルータは、スポークとして動作する。図１３の構成と同様に、ハブのスイッチ／ルータは、それらに接続されたホストと他のカスタマーサイトに接続されたホストとの間の通信を提供する役目をするだけでなく、何らかの２つの他のカスタマーサイトに接続されたホストの間の通信を転送する役目をする。後者の場合、図１３と同様に、カスタマーサイトが単一のハブのスイッチ／ルータへの単一の接続により直接接続されていない場合に、トラヒックは２つの接続又は３つの接続を横断してもよい。

完全メッシュ又は単一若しくは複数のハブ・アンド・スポーク構成、又はこれらの２つの組み合わせで接続された如何なる数のカスタマーサイトを有するVPLSの他の構成も可能であることがわかる。構成の選択は、様々なカスタマーサイトで関心のある通信と、その間に必要な帯域とに大いに依存する。更なる実施例では、１つ以上の他のカスタマーサイトへの接続を介してそれぞれ接続された２つ又は複数のハブのスイッチ／ルータが各カスタマーサイトに提供され、負荷バランシング及び耐性を提供してもよい。VPLSを提供するために使用される接続は、カスタマーに固有でもよく、複数のカスタマーがトランク接続を使用するという意味でトランクされてもよい。

本発明に従って設定されたエンジニアリング後の接続はまた、［16898ROUS01U参照］で開示されたように実装される場合に、RFC2547に従ってエンジニアリングされたレイヤ３のエニー・ツー・エニーVPNをサポートするために使用されてもよい。この開示は、論理ハブ・アンド・スポーク・ネットワークトポロジでの仮想ハブとしてのタンデムルーティング装置の使用を通じて、エンジニアリングされた仮想ネットワーク方式を可能にする。このことは、通常ではエニー・ツー・エニー・サービスをサポートするために使用されるPEコアの間の完全メッシュ接続に対するエンジニアリング可能な選択肢を提供する。

レイヤ３でのタンデムスイッチング点のVPN毎の指定は、そのタンデムスイッチを通過する特定のVPNをサポートする全てのPEコアからのトラヒックフローを制限することが、当業者に明らかである。従って、2007年8月4日に出願された同時継続の米国特許出願10/910,685に記載のように、本発明に従って全てのPEコアとタンデムスイッチとの間で接続を設定することにより、レイヤ３での決定及び予測性が、同様にトランスポートレイヤで利用されることが可能になる。

現在ではY.17ethOAMと呼ばれている準備中のITU-T標準を使用したHertbeat、Ping及び接続監視のようなデータプレーン監視機能については、前述した。これらの方法は、以下のようにエンド・ツー・エンドの接続監視及び故障検出を実行するために使用され得る。一実施例では、規定の周知のEtherTypeが、Hertbeat又はPingメッセージのようなOAM（Operations and Maintenance）フレームに割り当てられる。OAMフレームは、データプレーントラヒックが接続を通じて送信されるときに、同じ宛先アドレス及びVLANタグを使用してネットワークで確立されたエンド・ツー・エンド接続を通じて送信される。EtherTypeフィールドは、ネットワークでの転送に使用されていないが、ネットワークエッジでデータフレームからOAMトラヒックをフィルタリングするために使用されている。OAMフレームはOAMシステムに転送されてもよい。従って、Hertbeat又はPingメッセージのようなOAMフレームは、データプレーンフレームと同じようにネットワークで転送され、従ってデータプレーンフレームと同じ結果を共有する。このように、OAMトラヒックは、故障検出及びエンド・ツー・エンド接続監視に使用され得る。第２の実施例では、OAMトラヒックはデータプレーンフレームと同じ接続で転送されない。むしろ、データプレーントラヒックに使用される接続への１つ以上の異なる宛先アドレスを使用して、別々のOAM接続が確立される。個々のOAM接続は、少なくとも部分的に一緒にルーティングされ（場合によっては完全に一緒にルーティングされ）、これにより、OAMフレームは、少なくとも一緒にルーティングされる部分でデータフレームと同じ結果を共有する。しかし、異なる宛先アドレスは、OAM管理システム又はサーバのアドレスに対応する。有利には、このことは、ネットワークエッジノードにおけるEtherTypeのラインレート・フィルタリング（line-rate filtering）の必要性を回避する。また、更なる実施例では、相関を通じて故障位置の“三角測量”を行うために監視及び使用され得るネットワークを通じて、OAM接続のかなり分離したメッシュを優先的に構成することも有利である。これは、何らかの１つの個々のOAM接続と何らかの１つの個々のデータプレーン接続との間で共有する結果がほとんどないときに、影響を受けたデータプレーン接続を決定するために使用され得る。

Ping又はHertbeatフレームの頻度は、故障を検出する時間間隔の配分を調整するために使用されてもよい。故障の検出は、適切に構成されたプロテクションパスへのプロテクションスイッチを起動するために使用されてもよく、起動はハードウェア又はソフトウェアで直接行われてもよい。代替として、ネットワークの制御を回線するために、プロテクションスイッチを起動する前に、アラームは上位システムでフィルタリングされてもよい。接続におけるエンド・ツー・エンドOAMは、このトラヒックの種類でネットワークを過負荷にしないように、Ping及びHertbeatが送信される頻度を制限してもよい。更なる実施例では、Ethernet（登録商標）スイッチの間のそれぞれの個々のリンク又はエンド・ツー・エンド接続のセグメントでPing及びHertbeatを行うことも可能である。このようなリンク又はセグメントでの何らかの検出された故障は、どちらかの端点でのEthernet（登録商標）スイッチの転送テーブルの直接的な参照によって影響を与える接続に直接的に関連する。アラーム状態は、エンドポイントへの各接続の全て又は一部を通じて伝搬され、前記と同じプロテクション機構を起動してもよい。しかし、リンク又はセグメントのHertbeatは、ネットワークの過負荷の規模のオーダでかなり小さい機会を有するエンド・ツー・エンド接続のものより、高頻度で送信されてもよい。この理由は、リンク及びセグメントはかなり数が少ないからである。

本発明に従って確立された接続で帯域保証のようなQoS要件を実施するために、前述のように、許可制御及びポリシー実施が入口ノードで実装されてもよい。許可制御はまた、前述のように制御又は監視プレーンで実行されてもよい。VLANタグ、IEEE802.1p優先レベル、DiffServコードポイント（DSCP：DiffServe Code Point）、MPLS EXPビット等のうち１つ以上に基づいてカスタマートラヒックを分類することによるトラヒック転送のために、異なるサービスクラスが提供されてもよい。例えばキャリアネットワークでのマーキング及び分離のために、分類は、又はIEEE802.1p若しくは802.1adの厳密な優先レベルを使用して、キャリアVLANタグにマッピングされてもよい。サービスクラスは、本発明と互換性のある非常に多数の方法で区別されてもよいことが、当業者は認識する。これらの非常に多数の方法は、ネットワーク20の明示的なマーキングへの様々な可能なフィールドによる入力フレームの明示的なマーキングのマッピング、ネットワーク20の所定の接続の暗示的な転送処理への様々な可能なフィールドによる入力フレームの明示的なマーキングのマッピング、ネットワーク20の明示的なマーキングへの入力フレームの様々なフィールドの暗示的な分類、及びネットワーク20の所定の接続の暗示的な転送処理への入力フレームの様々な可能なフィールドの暗示的な分類に基づいてもよい。元のマーキングは、ネットワーク20からのフレームにより出口で再マッピング又は再マーキングされてもよいことを、当業者は認識する。キャリアネットワークのノードでリソースを転送する競合は、次により解決され得る。
1)高優先度のフレームが常に低優先度のフレームに優先して転送される厳密な優先スケジューリング機構（IEEE802.1p等）を使用すること、
2)低優先度を有するフレームのクラスが高優先度を有するフレームのクラスより低いにもかかわらず、依然としてある程度の割合の転送リソースを有する重み付け公平待ち行列スケジューリング機構（weighted fair queuing scheduling scheme）を使用すること、又は
3) Ethernet（登録商標）スイッチの出力ポートでの出力の待ち行列に入るフレームに適用される破棄率（満杯の待ち行列の関数）が異なるトラヒッククラスについて異なる区別破棄適格スケジューリング機構（differential discard eligibility scheduling mechanism）を使用すること
前記の3)では、低優先度を有するトラヒッククラスの破棄率は、同じ満杯の待ち行列で高優先度を有するトラヒッククラスの破棄率より高い。従って、出力の待ち行列が満杯になると、高優先度のフレームより低優先度のフレームが比較的破棄される。しかし、前記の1)及び2)と異なり、事実上唯一の待ち行列しか存在しないため、異なるトラヒッククラスの順序外れが生じ得ない。このことは、潜在的にフレームの順序外れを引き起こさずに、
保証帯域接続を有するカスタマーが低優先度のトラヒッククラスを使用して合意された帯域制限を超えてバースト送信することを許容するという利点を有する。VLANタグと宛先MACアドレスとの組み合わせ、及び必要に応じてフレームの他のフィールドを使用して、接続の転送を区別する機能に従って、分類、マーキング、再マーキング、ポリシー及びスケジューリングの機構の一部又は全部がトラヒックに適用されてもよいことを、当業者は認識する。

ネットワークノードの転送テーブルを構成することを通じてどのように接続がメッシュEthernet（登録商標）キャリアネットワークで確立され得るか、及びどのようにデータがこれらの接続で転送され得るかについて、前述した。接続が確立された各ノードから構成データを削除することにより、接続は除去されてもよいことを読者は認識する。ネットワーク故障又は非効率性を回避するために、全てのこのような構成データが除去されることが重要である。未知の宛先に（すなわち、その宛先アドレスに構成された転送状態は存在しない）アドレス指定されたフレームを受信するときのEthernet（登録商標）スイッチの初期設定動作は、全ての出力ポートでフレームをブロードキャストすることである。単一連結のネットワークでは、この動作は適切である。しかし、メッシュトポロジでは、この動作は破滅的になり得る。接続の部分的な除去を通じて（特に構成データが接続の入口点に残っているが、更に出口点への接続又は出口点を含む接続を通じた点で削除される場合）、PEのEthernet（登録商標）フレームがネットワークに入ってもよいが、それを転送する構成データが存在しない可能性が残っている。この結果、望ましくないブロードキャスト動作になる。更に、接続の部分的な除去は、偶然に構成された転送ループを残す可能性がある。

接続の部分的な除去の問題の１つの対策は、未知のトラヒックをブロードキャストする代わりに、パケットを破棄し、場合によってはアラーム、ログを発行し、又は破棄されたパケットを数えるように、キャリアネットワークを形成するEthernet（登録商標）スイッチの動作を変更することである。しかし、Ethernet（登録商標）スイッチの基本動作を変更することは、ハードウェアの変更を必要とすることがある。可能な場合には、これは好ましくない。しかし、従来のEthernet（登録商標）スイッチは、一般的にレート制限（rate limitation）と呼ばれるソフトウェア構成可能機能を提供する。キャリアネットワークの全てのスイッチ又はほとんどのスイッチで、未知に対するブロードキャスト（broadcast-on-unknown）トラヒックを含むブロードキャストトラヒックについてゼロのレート又は低いレート（ゼロが不可能な場合）に設定されたレート制限が使用されることが好ましい。

これが不可能な場合には、接続の部分的な除去の問題を最小化する他の予防手法が使用されてもよい。１つの手法は、ブロックリスト（又はアクセス制御リスト又はACLとして知られる）を使うことである。従来のEthernet（登録商標）スイッチは、特定の宛先MACアドレスを指定するために使用され得る（一般的には限られた長さの）ブロックリストを提供し、これにより、ブロックされたアドレスにアドレス指定された受信Ethernet（登録商標）フレームが転送されずに破棄される。ネットワークの全てのノード又はほとんどのノードで、プロバイダエッジノードの多数の（全てである必要はない）MACアドレスうちMACアドレスをブロックすることにより、ネットワークを通じて接続を確立する際にキャリアの柔軟性を制限せずに、接続の部分的な除去の潜在的な危険を最小化することが可能になる。特に、ネットワークの異なるノードで異なるMACアドレスをブロックする必要がある。典型的には、所定のノードにおいて、ブロックリストは、接続がそのノードを通じて確立されそうにないプロバイダエッジノードのMACアドレスのみを有する。この手法は、大規模ネットワークで容易にスケーラブルにはならない（ブロックリストの限られた数のエントリーが多数のプロバイダエッジノードにより使い果たされることがある）。しかし、ループを回避するために、何らかのループで１つのノードの不正フレーム（rogue frame）をブロックしさえすればよい点に留意すべきである。従って、ネットワークを通じてまばらにブロックされた宛先アドレスを“拡散”し、依然としてループからのプロテクションの程度を提供することが可能である。これによって、ブロックリストの限られた容量を効率的に使用することが可能になる。

ネットワークを通じて接続を確立する際に柔軟性を可能にするのは、本発明でのVLANタグの使用である一方で、接続状態を完全に除去する故障は、トラヒックのループの可能性を残す。特に、論理ループが何らかの単一の所定のVLANタグに構成されて残っている場合に（すなわち、物理ループを定めるノードの出力ポートが何らかの単一のVLANのメンバーシップで構成されて残っている場合に）、問題が生じる。従って、接続の部分的な除去の問題を最小化する他の予防手法は、相互排他的なVLANタグプールを使用して、隣接又は近傍のプロバイダエッジノードに又はそれから接続を割り当てることである。従って、例えばプロバイダエッジノードPE1へ又はそれからの全ての接続は、隣接プロバイダエッジノードPE2へ又はそれからのものと異なるVLANタグを有するように確保される。このように、定義によりPE1及びPE2に構成されて残っている何らかの状態は異なるVLANタグを使用するため、PE1とPE2との双方を有するループは、接続の部分的な除去を通じて偶然に形成され得ない。この手法は、nの相互排他的なVLANタグプールを使用して、nの隣接プロバイダエッジノードに又はそれから接続を割り当てることにより一般化され得る。nは、何らかの特定のプロバイダエッジノードへ又はそれからの接続の確立に十分な柔軟性を提供する一方で、できるだけVLANタグプールの使用を分離するために十分に大きくなるように選択される（4094の可能なVLANタグしか存在しないことに留意するべきである）。小さいキャリアネットワークでは、各プロバイダエッジノードが異なるVLANタグプールを使用することも可能である。しかし、大きいキャリアネットワークでは、トポロジ的に離れたプロバイダエッジノードでVLANタグプールを再利用する必要がある。そうでなければ、VLANタグプールが小さすぎて、接続の確立の柔軟性が危うくなる。手動の管理を必要としない更なる実施例は、各Ethernet（登録商標）装置がVLANの割り当て範囲でランダムな開始点を選ぶことである。

接続の部分的な除去の問題を最小化するために、前記の手法の組み合わせが使用されてもよいことが明らかである。

本発明のコネクション指向転送モードと同時に従来のEthernet（登録商標）、802.1Q又は他の転送モードと結合する理由で混合モードのネットワークと呼ばれるものも実装されてもよい。混合モードのネットワークでは、VLANタグ空間の一部（例えばVLANタグ1-2048）は、従来のモードのEthernet（登録商標）転送に割り当てられ、VLAN認識のスパニングツリー・プロトコル及び自動アドレス学習を使用して動作する。VLANタグ空間の他の部分（例えばVLANタグ2049-4096）は、前述のコネクション指向モードのEthernet（登録商標）転送に割り当てられる。２つ以上のこのようなVLAN空間の使用は、同じ物理ネットワークで論理的に別々の転送モードのネットワークを作る。異なるVLANタグ空間を割り当てられることにより、（例えば自動アドレス学習及びスパニングツリーを通じて）１つのモードでEthernet（登録商標）スイッチに導入された転送状態は、（例えば本発明による制御プレーン接続設定手順を通じて）他のモードでEthernet（登録商標）スイッチに導入された転送状態と区別可能である。従って、１つのモードの転送状態及びこのような転送状態を導入又は除去する機構は、他のモードのトラヒックの転送に影響を与えず、この逆も同様である。

混合モードのEthernet（登録商標）ネットワークでは、コネクション指向Ethernet（登録商標）モードが従来のEthernet（登録商標）モードより高い転送優先度を与えられ、これによりコネクション指向Ethernet（登録商標）モードの接続でQoS（特に帯域及び待ち時間）が保証され得ることが好ましい。このことは、例えば802.1pの厳密な優先度を使用して、コネクション指向Ethernet（登録商標）モードのVLAN空間に属するフレームに高い優先レベルを割り当てることを通じて実現されてもよい。従来のEthernet（登録商標）モードの転送は、ベストエフォート型サービスとして提供されてもよく、全体ネットワーク負荷が許容する場合には、カスタマーに保証された接続が合意された帯域保証を超えたバースト送信することを許容するために使用されてもよい。混合モードのEthernet（登録商標）ネットワークの他の可能な例は、VLANタグ空間の１つの部分（例えばVLANタグ1-1024）が従来のモードのEthernet（登録商標）転送に割り当てられ、他の部分（例えばVLANタグ1025-2048）が（例えばdraft-kawakami-mpls-lsp-vlan-00.txtに記載の）VLANラベルスイッチングに割り当てられ、その他の部分（例えばVLANタグ2049-4096）が前述のコネクション指向モードのEthernet（登録商標）転送に割り当てられることである。有利には、制御プレーンのメトリックスは、異なる転送モードの間で“漏洩”されてもよい（すなわち故意に通信されてもよい）。これにより、例えばスパニングツリーがコネクション指向モードを主に利用する高負荷のリンクを回避する仮想トポロジで収束する。これは、モードの間でリソースの衝突を緩和する前記の優先度の使用への追加である。

異なる接続に関連するデータトラヒックの確立及び区別転送を行う際の柔軟性を可能にするためにVLANタグを使用することを参照して、実施例を説明したが、他のタグ又は識別子が使用されてもよいことを読者は認識する。例えば、MPLSラベルが使用されてもよい。この場合、MPLSラベルがEthernet（登録商標）フレームに追加、先頭に追加又は挿入され、ネットワークのEthernet（登録商標）スイッチは、Ethernet（登録商標）アドレスとMPLSら別との組み合わせに基づいて転送する。これは、MPLSラベルがラベルスイッチングに使用されないため、従来のMPLSラベルの使用と全く異なる点に留意すべきである。

また、Ethernet（登録商標）ネットワーク及びEthernet（登録商標）フレームを参照して実施例を説明したが、本発明は、OSIレイヤ２ネットワークであれレイヤ３ネットワークであれ、一般的に如何なるフレーム型、パケット型又はセル型スイッチングネットワークに当てはまることを、当業者は認識する。また、フレーム、パケット及びセルを含むデータ構造にも当てはまる。特許請求の範囲において、フレーム型ネットワークという用語又は同種の用語は、何らかのこのようなスイッチングネットワークを示し、フレームという用語又は同種の用語は、何らかのこのようなデータ構造を示す。例えば、IPパケットをルーティングするために、IPルータのメッシュを有するIPネットワークが使用されてもよい。従来のOSPF（Open Shortest Path Forwarding）制御プレーン機構は、転送又はルーティングテーブルの直接の構成を許容するために無効になる。この場合、ルータは、IP宛先アドレスとVLANタグとの組み合わせ、MPLSラベル、Diffserve codepoint、IPv6フローラベル、サービス形式、トラヒッククラス若しくはこのような他のフィールド、又は識別子として動作するように特に追加された任意選択のフィールドで、ルーティングするように構成されてもよい。IP/IP、IP/MPLS及び疑似回線/IP又は同様の形式のカプセル化が転送レイヤでカスタマーの分離を維持するために使用される場合に、このことは特に興味深い。

本発明に従って区別転送を可能にし、これによって接続の確立を可能にするために、適格な識別子と共に宛先アドレス以外のアドレスが使用されてもよいことも明らかである。特に、転送は発信元ノードに対応するデータフレームの発信元アドレスに基づいて実行されてもよい。

更に、転送は、データフレームに含まれる又は特にデータフレームに追加された何らかのアドレスフィールドに基づいて実行されてもよい。更に、発信元及び宛先アドレスの組み合わせに基づいて、又は十分に大きいノードの空間を固有にアドレス指定することができ、更にデータフレームの区別転送を可能にするアドレスを適格とすることができる単一のアドレスフィールドに基づいて、区別転送が実行されてもよい。前述の方法は、従来のデータ処理ハードウェアで動作するハードウェア又はソフトウェアの形式で実装され得ることを、読者は認識する。

従来の仮想ブリッジLAN 本発明に従ってキャリアネットワークを形成するEthernet（登録商標）スイッチの構成 本発明に従って図１のEthernet（登録商標）キャリアネットワークを制御する制御プレーン／トランスポートプレーンのアーキテクチャ 本発明に従ってカスタマーサイトの間の接続を提供するように構成された図１のキャリアEthernet（登録商標）ネットワーク 制御プレーンのノードが、本発明に従ってキャリアネットワークを通じた接続を確立するために、トランスポートプレーンのEthernet（登録商標）スイッチと相互作用するかを示す図 本発明に従ってキャリアネットワークを通じた異なる接続でデータトラヒックの転送を区別するための、VLANタグと宛先アドレスとの好ましい使用を示すフローチャート 本発明に従って同じ発信元プロバイダエッジノードとVLANタグとを有するが、異なる宛先プロバイダエッジノードを有する２つのトラヒックフローの区別転送の例 本発明に従って同じ発信元及び宛先プロバイダエッジノードを有するが、異なるVLANタグを有する２つのトラヒックフローの区別転送の例 本発明に従って同じ宛先プロバイダエッジノードとVLANタグとを有するが、異なる発信元プロバイダエッジノードを有する２つのトラヒックフローの集中ルーティングの例 本発明に従ってキャリアネットワークを通じてプロビジョニングされたカスタマーVPNの散在モードのブロードキャスト動作 本発明に従ってキャリアネットワークを通じてプロビジョニングされたカスタマーVPNの密集モードのブロードキャスト動作 本発明に従って仮想プライベートLANサービス（VPLS）を提供する構成 本発明に従って仮想プライベートLANサービス（VPLS）を提供する構成 本発明に従って仮想プライベートLANサービス（VPLS）を提供する構成

Claims (33)

1. フレーム型のキャリアネットワークで発信元ノードと宛先エッジノードとの間に第１の接続及び第２の接続を確立する方法であって、
   前記第１の接続を第１の識別子に関連付けるステップと、
   前記第２の接続を第２の識別子に関連付けるステップと、
   前記フレーム型のキャリアネットワークのノードで、前記宛先エッジノードにアドレス指定されて前記第１の識別子を有するデータフレームを転送する際に前記ノードにより使用される第１のマッピングを構成するステップとを有し、
   前記第１のマッピングは、前記フレーム型のキャリアネットワークのアドレス機構内で前記宛先エッジノードを固有に識別する第１のネットワークアドレスと前記第１の識別子との組み合わせから、前記ノードの第１の出力ポートに対するものであり、
   前記フレーム型のキャリアネットワークの前記ノードで、前記宛先エッジノードにアドレス指定されて前記第２の識別子を有するデータフレームを転送する際に前記ノードにより使用される第２のマッピングを構成するステップを更に有し、
   前記第２のマッピングは、前記第１のネットワークアドレスと前記第２の識別子との組み合わせから、前記ノードの前記第１の出力ポートとは異なる前記ノードの第２の出力ポートに対するものであり、
   前記第１の識別子を変更せずに、前記宛先エッジノードにアドレス指定されて前記第１の識別子を有するデータフレームを、前記第１の出力ポートを通じて転送するために、前記第１のマッピングを使用するステップと、
   前記第２の識別子を変更せずに、前記宛先エッジノードにアドレス指定されて前記第２の識別子を有するデータフレームを、前記第２の出力ポートを通じて転送するために、前記第２のマッピングを使用するステップとを更に有し、
   前記第１及び第２のマッピングを構成することは、データフレームを転送するために前記第１の接続及び前記第２の接続の少なくとも一部を確立し、前記第１及び第２の接続は前記ノードを通過する方法。
2. 請求項１に記載の方法であって、
   前記フレーム型のキャリアネットワークは、Ethernet（登録商標）ネットワークであり、前記ノードは、Ethernet（登録商標）スイッチである方法。
3. 請求項２に記載の方法であって、
   前記第１の識別子は、VLANタグ又はその一部と、IEEE802.1Qフィールド又はその一部とから構成されるグループから選択されたものである方法。
4. 請求項２に記載の方法であって、
   前記第１の識別子は、MPLSラベル又はその一部を有する方法。
5. 請求項２に記載の方法であって、
   前記第１の識別子は、DiffServコードポイント（DSCP）又はその一部を有する方法。
6. 請求項２に記載の方法であって、
   前記第１の識別子は、IPv6フロー識別子又はその一部を有する方法。
7. 請求項２に記載の方法であって、
   前記データフレームは、MACフレームで伝達されるMACフレームと、MACフレームで伝達される疑似回線フレームとから構成されるグループから選択されたものである方法。
8. 請求項１に記載の方法であって、
   前記フレーム型のキャリアネットワークは、IPネットワークであり、前記ノードは、IPルータである方法。
9. 請求項８に記載の方法であって、
   前記第１の識別子は、MPLSラベル又はその一部と、DiffServコードポイント（DSCP）又はその一部と、IPv6フロー識別子又はその一部とから構成されるグループから選択されたものである方法。
10. 請求項１に記載の方法であって、
    前記構成は、前記ネットワークの制御又は管理プレーンで実行される方法。
11. 請求項１０に記載の方法であって、
    前記制御プレーンは、ASON/ASTNである方法。
12. 請求項１に記載の方法であって、
    前記ネットワークは、少なくとも部分メッシュである方法。
13. 請求項２に記載の方法であって、
    未知の宛先アドレスでのブロードキャスト機能は、前記ネットワークのEthernet（登録商標）スイッチで無効になる方法。
14. 請求項２に記載の方法であって、
    未知の宛先アドレスでのブロードキャスト機能は、前記ネットワークのEthernet（登録商標）スイッチでレート制限される方法。
15. フレーム型のキャリアネットワークで発信元ノードと宛先エッジノードとの間に第１及び第２の接続を確立する接続コントローラであって、
    前記ネットワークのノードで、前記宛先エッジノードにアドレス指定されて第１の識別子を有するデータフレームを転送する際に前記ノードにより使用される第１のマッピングを構成する第１の信号を生成するために使用される信号生成器を有し、
    前記第１のマッピングは、前記フレーム型のキャリアネットワークのアドレス機構内で前記宛先エッジノードを固有に識別する第１のネットワークアドレスと前記第１の識別子との組み合わせから、前記ノードの第１の出力ポートに対するものであり、
    前記信号生成器は、前記ノードで、前記宛先ノードにアドレス指定されて第２の識別子を有するデータフレームを転送する際に前記ノードにより使用される第２のマッピングを構成する第２の信号を生成するために更に使用され、
    前記第２のマッピングは、前記第１のネットワークアドレスと前記第２の識別子との組み合わせから、前記ノードの前記第１の出力ポートとは異なる前記ノードの第２の出力ポートに対するものであり、
    前記第１及び第２のマッピングを構成することは、前記第１の識別子を変更せずに、前記宛先エッジノードにアドレス指定されて前記第１の識別子を有するデータフレームを、前記第１の出力ポートを通じて転送するため、且つ、前記第２の識別子を変更せずに、前記宛先エッジノードにアドレス指定されて前記第２の識別子を有するデータフレームを、前記第２の出力ポートを通じて転送するため、前記第１の接続及び前記第２の接続の少なくとも一部を確立し、前記第１及び第２の接続は前記ノードを通過する接続コントローラ。
16. 請求項１５に記載の接続コントローラであって、
    前記ネットワークは、Ethernet（登録商標）ネットワークであり、前記ノードは、Ethernet（登録商標）スイッチである接続コントローラ。
17. 請求項１６に記載の接続コントローラであって、
    前記識別子は、VLANタグ又はその一部と、IEEE802.1Qフィールド又はその一部とから構成されるグループから選択されたものである接続コントローラ。
18. 請求項１６に記載の接続コントローラであって、
    前記第１の識別子は、MPLSラベル又はその一部を有する接続コントローラ。
19. 請求項１６に記載の接続コントローラであって、
    前記第１の識別子は、DiffServコードポイント（DSCP）又はその一部を有する接続コントローラ。
20. 請求項１６に記載の接続コントローラであって、
    前記第１の識別子は、IPv6フロー識別子又はその一部を有する接続コントローラ。
21. 請求項１６に記載の接続コントローラであって、
    前記データフレームは、MACフレームで伝達されるMACフレームを有する接続コントローラ。
22. 請求項１６に記載の接続コントローラであって、
    前記データフレームは、MACフレームで伝達される疑似回線フレームを有する接続コントローラ。
23. 請求項１５に記載の接続コントローラであって、
    前記ネットワークは、IPネットワークであり、前記ノードは、IPルータである接続コントローラ。
24. 請求項２３に記載の接続コントローラであって、
    前記第１の識別子は、MPLSラベル又はその一部である接続コントローラ。
25. 請求項２３に記載の接続コントローラであって、
    前記第１の識別子は、DiffServコードポイント（DSCP）又はその一部である接続コントローラ。
26. 請求項２３に記載の接続コントローラであって、
    前記第１の識別子は、IPv6フロー識別子又はその一部である接続コントローラ。
27. 請求項１５に記載の接続コントローラであって、
    前記ネットワークの制御又は管理プレーンの少なくとも一部を形成する接続コントローラ。
28. 請求項１５に記載の接続コントローラであって、
    前記ネットワークの単一のノードである接続コントローラ。
29. 請求項１５に記載の接続コントローラであって、
    前記ネットワークの分散された一組のノードである接続コントローラ。
30. 請求項２７に記載の接続コントローラであって、
    前記制御プレーンは、ASON/ASTNである接続コントローラ。
31. 請求項１に記載の方法を実行するように構成されたコンピュータプログラム。
32. フレーム型のキャリアネットワークのノードが発信元ノードと宛先エッジノードとの間の第１の接続及び第２の接続を通じてデータフレームを転送可能にするように、前記ノードを構成する方法であって、
    制御プレーンから、前記宛先エッジノードにアドレス指定されて前記第１の接続に関連付けられた第１の識別子を有するデータフレームを転送する際に前記ノードにより使用される第１のマッピングを受信するステップを有し、
    前記第１のマッピングは、前記宛先エッジノードを固有に識別する第１のネットワークアドレスと前記第１の識別子との組み合わせから、前記ノードの第１の出力ポートに対するものであり、
    前記ノードのインタフェースを通じて、前記宛先エッジノードにアドレス指定されて前記第２の接続に関連付けられた第２の識別子を有するデータフレームを転送する際に前記ノードにより使用される第２のマッピングを受信するステップを更に有し、
    前記第２のマッピングは、前記第１のネットワークアドレスと前記第２の識別子との組み合わせから、前記ノードの前記第１の出力ポートとは異なる前記ノードの第２の出力ポートに対するものであり、
    前記第１の識別子を変更せずに、前記宛先エッジノードにアドレス指定されて前記第１の識別子を有するデータフレームを、前記第１の出力ポートを通じて転送するように、且つ、前記第２の識別子を変更せずに、前記宛先エッジノードにアドレス指定されて前記第２の識別子を有するデータフレームを、前記第２の出力ポートを通じて転送するように、前記ノードを構成する方法。
33. 発信元ノードと宛先エッジノードとを有するフレーム型のキャリアネットワークであって、
    前記発信元ノード及び宛先ノードは、前記フレーム型のキャリアネットワークのアドレス機構内のアドレスを有し、これらの間に第１及び第２の接続を有し、
    前記フレーム型のキャリアネットワークは、前記ネットワークのノードで、前記宛先エッジノードにアドレス指定されて第１の識別子を有するデータフレームを転送する際に前記ノードにより使用される第１のマッピングを構成する第１の信号を生成するために使用される信号生成器を更に有し、
    前記第１のマッピングは、前記フレーム型のキャリアネットワークのアドレス機構内で前記宛先エッジノードを固有に識別する第１のネットワークアドレスと前記第１の識別子との組み合わせから、前記ノードの第１の出力ポートに対するものであり、
    前記信号生成器は、前記ノードで、前記宛先ノードにアドレス指定されて第２の識別子を有するデータフレームを転送する際に前記ノードにより使用される第２のマッピングを構成する第２の信号を生成するために更に使用され、
    前記第２のマッピングは、前記第１のネットワークアドレスと前記第２の識別子との組み合わせから、前記ノードの前記第１の出力ポートとは異なる前記ノードの第２の出力ポートに対するものであり、
    前記第１及び第２のマッピングを構成することは、前記第１の識別子を変更せずに、前記宛先エッジノードにアドレス指定されて前記第１の識別子を有するデータフレームを、前記第１の出力ポートを通じて転送するため、且つ、前記第２の識別子を変更せずに、前記宛先エッジノードにアドレス指定されて前記第２の識別子を有するデータフレームを、前記第２の出力ポートを通じて転送するため、前記第１の接続及び前記第２の接続の少なくとも一部を確立し、前記第１及び第２の接続は前記ノードを通過するフレーム型のキャリアネットワーク。

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